贺兰山高原林蛙(Rana kukunoris)环境适应机制的多组学解析：首个转录组与宏基因组整合数据集

本研究针对全球气候变化加剧两栖动物生存危机的现状，以高原林蛙(Rana kukunoris)为生态指示物种，首次系统采集贺兰山东西坡不同生境样本，通过转录组(294,962个unigenes)和宏基因组测序，揭示Firmicutes、Proteobacteria等优势菌群与宿主基因表达的互作机制，为解析两栖类环境适应策略提供关键分子证据。

　　

在全球气候变化导致40.7%两栖动物濒危的背景下，高原林蛙(Rana kukunoris)作为青藏高原湿地生态系统的关键指示物种，其环境适应机制研究却长期局限于形态学和活动规律观察。贺兰山脉独特的"天空岛屿"特征——东坡干旱高温与西坡湿润低温形成鲜明对比，为研究两栖类应对环境变化的分子机制提供了天然实验室。

东北林业大学野生动物与自然保护区学院的研究团队在《Scientific Data》发表突破性研究，首次整合转录组与宏基因组技术，解析高原林蛙的环境适应策略。通过采集贺兰山东西坡20个个体血液、肝脏、肌肉组织及肠道内容物，采用Illumina NovaSeq平台PE150测序策略，结合Trinity组装和KEGG/GO注释，构建首个高原林蛙多组学资源库。

研究结果揭示：

1. 样本特征与数据质量：20个个体形态数据完整记录（体重3.54-21.53g），获得570,192条转录本（N50=1289bp）和294,962个unigenes，宏基因组检测到Firmicutes（厚壁菌门）、Proteobacteria（变形菌门）等5大优势菌群。

2. 跨坡向差异分析：东部干旱种群与西部湿润种群相比，肝脏组织显著富集"氧化磷酸化"（KEGG:00190）和"热休克蛋白响应"（GO:0034605）通路，FPKM值差异达log₂FC>1（FDR<0.05）。

3. 宿主-微生物互作：Venn分析显示东西坡共享73%核心微生物功能单元，但东部种群特有基因涉及"渗透调节"（Pfam:PF00254），与干旱适应相关。

这项研究创建了两栖类环境适应研究的里程碑式资源：

• 首次提供高原林蛙跨环境梯度多组织转录组图谱

• 解析肠道菌群Firmicutes/Bacteroidota比值与宿主代谢调控的关联

• 为气候变化下两栖动物保护提供分子标记（如HSP70基因簇）

技术方法亮点包括：

1. 跨坡向样本队列设计（6个采样点20个个体）

2. TRIzol法结合磁珠纯化的RNA/DNA共提取技术

3. MEGAHIT(v1.1.2)宏基因组混合组装策略

4. DESeq2差异表达分析（|log₂FC|>1，FDR<0.05）

讨论部分强调该数据集的三重价值：

1. 生态学层面：证实"天空岛屿"模型下两栖类快速适应机制

2. 方法学创新：建立无参考基因组物种的多组学研究范式

3. 保护应用：识别出R. kukunoris种群脆弱性的分子预警指标

这项由张楠等学者完成的研究，通过整合omics技术揭示环境梯度下宿主-微生物共进化规律，为理解生物多样性维持机制提供了新视角。数据集已存储于NCBI（SRP518127）和TSA（GLGT00000000），将持续支持后续比较基因组与保护基因组学研究。